KR20180050644A

KR20180050644A - Transverse flux induction heating device

Info

Publication number: KR20180050644A
Application number: KR1020187002711A
Authority: KR
Inventors: 미케레 미넨; 파비오 구아스티니
Original assignee: 다니엘리 앤드 씨. 오피시네 메카니케 쏘시에떼 퍼 아찌오니
Priority date: 2015-06-30
Filing date: 2016-06-29
Publication date: 2018-05-15
Also published as: US10638553B2; US20180317285A1; WO2017002025A1; CN107926085B; EP3318104A1; CN107926085A; KR102074086B1; EP3318104B1

Abstract

본 발명은 금속 스트립(11) 가열용 트랜스버스 플럭스 유도 가열장치(1, 100)에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명에 따른 상기 트랜스버스 플럭스 유도 가열장치(1, 100)는 제1 길이 방향의 축(X, R)을 정의하고, 상기 트랜스버스 플럭스 유도 가열장치(1, 100)는 서로 평행하고 상기 제1 길이 방향의 축에 평행한 평면들 각각의 상에 배치되고 상기 제1 길이 방향의 축에 직각인 제2 길이 방향의 축(Y, S)을 따라 상기 적어도 두 개의 유도 코일들 사이로 상기 스트립이 통과되도록 서로 이격되어 배치되는 적어도 두 개의 유도 코일들(2, 4; 102, 104); 및 적어도 두 개의 보상극들(20, 22, 24, 26; 120, 124);을 포함하고, 상기 적어도 두 개의 보상극들(20, 22, 24, 26; 120, 124) 각각은 유도 코일 각각에 구속되고, 상기 보상극들 각각은 적어도 하나의 턴(29, 129)을 갖는 권선(28, 128); 및 상기 적어도 하나의 턴에 의해 둘러싸인 제1 보조 자속 집속기(30, 130);를 포함하고, 상기 적어도 두 개의 보상극들 중 적어도 하나는 상기 제1 길이 방향의 축에 따라 이동하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a transverse flux induction heating apparatus (1, 100) for heating a metal strip (11). Specifically, the transverse flux induction heating apparatus (1, 100) according to the present invention defines a first longitudinal axis (X, R) and the transverse flux induction heating apparatus (1, 100) (Y, S) disposed on each of the planes parallel to the first longitudinal axis and perpendicular to the first longitudinal axis (Y, S) and between the at least two induction coils At least two induction coils (2, 4; 102, 104) spaced apart from each other to allow the strip to pass therethrough; And at least two compensation poles (20, 22, 24, 26; 120, 124) each comprising at least two compensation poles (20, 22, 24, 26; 120, 124) Each of said compensation poles comprising a winding (28, 128) having at least one turn (29, 129); And at least one of the at least two compensation poles is configured to move along an axis in the first longitudinal direction, and a second auxiliary magnetic flux concentrator (30, 130) surrounded by the at least one turn .

Description

Transverse flux induction heating device

본 발명은 금속 스트립 가열용 트랜스버스 플럭스 유도 가열장치에 관한 것이다.The present invention relates to a transverse flux induction heating apparatus for heating a metal strip.

유동가열은 금속재 스트립 또는 시트의 가열공정에서 사용된다. 이러한 형태의 가열은 전류에 의해 교류된(crossed) 일부 인덕터(inductor)가 줄 효과(Joule effect)에 의해 가열된 금속에서의 전류를 유도하는 자기장을 생성하도록 한다. 전기 전도성 물질로 제조된 스트립을 가열하기 위하여, "트랜스버스 플럭스(transverse flux)"로 명명된 일종의 유동가열이 사용될 수 있다. 여기에서, 인덕터에 의해 생성된 자기장은 주로 스트립 자체의 표면에 수직이다. 전형적으로, 연장되는 스트립의 상부면 및 하부면에 평행한 두 개의 평면 상에 상호 배치된 감긴 형태의 인덕터가 고려된다. 상기 스트립을 직면하는 인덕터의 도체는 전원 장치에 의해 공급되는 전류, 전형적으로 교류 전류 및 동 위상의 전류에 의해 교류된다.Flow heating is used in the heating process of a metal strip or sheet. This type of heating allows some inductors crossed by the current to generate a magnetic field that induces current in the heated metal by the Joule effect. In order to heat a strip made of an electrically conductive material, a kind of flow heating, termed "transverse flux ", may be used. Here, the magnetic field generated by the inductor is mainly perpendicular to the surface of the strip itself. Typically, a wound-type inductor is interleaved on two planes parallel to the top and bottom surfaces of the extending strip. The conductors of the inductor facing the strip are alternated by a current supplied by a power supply, typically an alternating current and an in-phase current.

이와 같이 생성된 자기장은 스트립의 두께를 완전히 횡단(cross)하여, 전도체를 횡단하는 교류 전류의 주파수가 충분히 낮도록 한다. 실제로, 주파수가 증가함에 따라, 스트립 상에 유도된 전류는, 스트립의 두 면 상에 생성된 플럭스의 분리가 확보되는 한, 주 플럭스에 대향하는 점점 더 큰 반응 플럭스를 생성할 것이다. 스트립이 두꺼울수록 상기 플럭스 분리는 더 낮은 주파수에서 확보될 수 있다. 실제로, 스트립 자체가 전자기 스크린(electromagnetic screen)으로 기능한다.The magnetic field thus created completely crosses the thickness of the strip to ensure that the frequency of the alternating current traversing the conductor is sufficiently low. Indeed, as the frequency increases, the current induced on the strip will produce an increasingly larger reaction flux opposite the main flux, so long as separation of the resulting flux on two sides of the strip is ensured. The thicker the strip, the greater the flux separation can be achieved at lower frequencies. In fact, the strip itself acts as an electromagnetic screen.

트랜스버스 플럭스 유도 가열장치는 스트립으로 전달되는 전력과 관련하여 전력 공급부에 의해 전달되는 전력의 관점에서 양호한 효율을 얻는 것을 가능하게 한다. 길이 방향의 플럭스 유동가열과 관련하여, 트랜스버스 플럭스 유도 가열장치가 보다 효율적이며, 턴의 공급과 반대의 측이 개방되어 파단시에 스트립의 추출을 가능하게 하기 때문에 유지 보수성을 향상시킨다. 그러나, 몇몇 관점에서 유리하긴 하지만, 현재 이용 가능한 트랜스버스 플럭스 유동가열 기술은 몇 가지 단점을 가진다.The transverse flux induction heating apparatus makes it possible to obtain a good efficiency in terms of the power delivered by the power supply in relation to the power delivered to the strip. With regard to longitudinal flux flux heating, the transverse flux induction heating apparatus is more efficient and opens the opposite side of the supply of the turn to enable the strip to be extracted at break, thereby improving maintainability. However, currently available transverse flux flow heating techniques, although advantageous in some respects, have several disadvantages.

구체적으로, 상응하는 인덕터의 크기에 대하여 소정의 연장길이를 갖는 스트립과 관련하여, 반대쪽의 하나의 측부 가장자리 부분에서부터 스트립의 길이에 따른 가열은 균일하게 이루어지지 않는다. 실제로, 각 측면 가장자리 부분이 과도하게 가열되거나, 모든 경우에서 가열을 제어하는 것이 불가능하며, 인접한 구역은 차가운 상태로 유지된다. 구체적으로, 자기장 밀도, 이로 인한 전력 밀도는 각 가장자리 부분에서 더 높고, 이 후 인접한 구역에서는 급격히 감소하고, 스트립의 중앙 부분에서는 가열을 얻기 위하여 원하는 값으로 다시 증가한다. 이러한 작용은 도 6에서 도시된다. 도 6은 공지된 트랜스버스 플럭스 유동가열 장치에 의해 얻어지는 미터로 표시되는 스트립의 폭의 함수로서 W/m로 표시되는 전력 밀도 패턴을 나타낸다. 전력 밀도가 낮은 구역은 "전력 갭(power gap)"으로 언급될 수 있다. 이러한 효과는 전류가 스트립 상에서 인덕터의 경로를 따라 인덕터의 턴의 평면에 평행하게 흐르기 때문에 발생한다 (유도 전류의 방향은 턴의 방향에 대향함). 상기 턴이 상기 스트립의 폭을 초과하여 연장되게 되면, 유도 전류는 상기 스트립의 가장 가장자리 부분에서 구부러지게 된다. 이는 자기장과 같은 유도 전류가 주파수의 함수인 소위 "침투 두께(penetration thickness)"에 의해 정의된 공간에 집중될 것이기 때문에 상기 가장자리 부분의 더 높은 가열을 야기한다. "전력 갭"은 유도 전류가 흩어지는 경향이 있기 때문에 유도 전류가 구부러지는 구역에서 생성되어 "침투 두께"의 약 3 내지 4 개인 영역에서 얇아진다.In particular, with respect to a strip having a predetermined extension length relative to the size of the corresponding inductor, the heating from one side edge portion on the opposite side to the length of the strip is not uniform. In fact, it is impossible to control the heating in each case, and the adjacent areas are kept in a cold state. Specifically, the magnetic field density, and thus the power density, is higher at each edge portion, then sharply decreases in the adjacent region, and increases again to the desired value to obtain heating at the central portion of the strip. This action is shown in Fig. 6 shows a power density pattern expressed in W / m as a function of the width of the strip indicated by the meter obtained by a known transverse flux flow heating apparatus. A zone with a low power density may be referred to as a "power gap ". This effect occurs because the current flows parallel to the plane of the inductor's turn along the path of the inductor on the strip (the direction of the induced current is opposite the direction of the turn). When the turn is extended beyond the width of the strip, the induced current is bent at the edge of the strip. This results in higher heating of the edge portion since the induced current, such as a magnetic field, will be concentrated in the space defined by the so-called "penetration thickness" which is a function of frequency. The "power gap" is generated in the area where the induction current is bent because the induced current tends to disperse and becomes thinner in the region of about 3 to 4 of the "penetration thickness ".

가장자리 부분의 최대 전력 피크와 전력 갭과 관련된 직접적인 비율이 존재한다. 종래의 기술에 따르면, 전력 갭을 감소시키는 방법은 공급 주파수를 증가시킨다. 그러나, 이 방법은 측부들에서의 과도한 가열 문제를 악화시킨다.There is a direct ratio associated with the maximum power peak and power gap at the edge portion. According to the prior art, a method of reducing the power gap increases the supply frequency. However, this method exacerbates the problem of excessive heating in the sides.

스트립을 유도 가열장치 내로 도입하게 되면 측부가 더 냉각되는 경향이 있다는 사실을 고려할 때, 상기 측부들을 중심부보다 더 가열하는 것이 종종 유용하다. 그러나, 상기 스트립 측부의 가열을 제어하는 것은 종래의 기술로는 불가능하다.It is often useful to heat the sides more than the center, considering that introducing the strip into the induction heating apparatus tends to cool the sides more. However, controlling the heating of the strip side is not possible with the prior art.

현재 이용 가능한 트랜스버스 플럭스 유동가열 장치의 또 다른 단점은 상이한 폭을 가진 스트립에 대해 용이하게 적용하기 어렵다는 것이다. 실제로, 가열 장치는 소정의 폭을 갖는 스트립에 대한 최적의 온도 프로파일을 확보하도록 구성되어야 하며, 이로 인해 상이한 폭을 갖는 스트립을 가열하기 위하여 복잡하고 고비용의 변경이 요구된다.Another disadvantage of currently available transverse flux flow heating devices is that they are difficult to apply easily to strips having different widths. In practice, the heating device must be configured to ensure an optimal temperature profile for strips having a predetermined width, which requires complex and costly changes to heat strips having different widths.

US 2007/0235446A1는 유도 코일(2, 4) 각각이 단부를 각각 갖는 스트립의 통로 평면을 횡단하도록 고안된 유도 장치를 기술한다. 상기 장치는 두 개의 유도 코일 전체가 스트립의 통로 구역을 전체적으로 감싸고, 따라서 상기 스트립 측부의 통로 근처에 있는 구역들 또한 감싸도록 고안되었다. 그러나, 이러한 고안은 전술될 문제점들을 해결하기에는 충분하지 않은 것으로 보인다. 또한, 이러한 고안은 과도하게 복잡한 기하학적 구조를 가진 턴을 필요로 한다.US 2007 / 0235446A1 describes an inductive device designed so that each of the induction coils 2, 4 traverses the passageway plane of the strip, each having an end. The device is designed such that the entirety of the two induction coils wraps the passageway zone of the strip as a whole and thus also the zones near the passageways of the strip sides. However, this design does not appear to be sufficient to solve the above-mentioned problems. Also, this design requires a turn with an overly complex geometry.

따라서, 전력 갭을 최소할 수 있고, 이로 인해 스트립의 측부에서의 더 낮은, 더 제어된 가열을 확보할 수 있고, 가열될 스트립의 폭에 용이하게 적용될 수 있는 트랜스버스 플럭스 유도 가열장치에 대한 요구가 있다.Thus, there is a need for a transverse flux induction heating apparatus that can minimize the power gap, thereby ensuring lower, more controlled heating at the sides of the strip, and which can be easily applied to the width of the strip to be heated .

본 발명의 목적은 종래 기술에 비해 스트립의 폭을 따라 좀 더 균일한 온도 프로파일을 얻을 수 있게 하는 금속재 스트립 또는 시트 가열용 트랜스버스 플럭스 유도 가열장치를 제공하는 것이며, 구체적으로, 전력 밀도 갭 및 이로 인한 스트립의 측부 근처에서 발생하는 바람직하지 않은 냉각(cooling)을 최소화하거나 취소시킬 수 있는 장치를 제공한다.It is an object of the present invention to provide a transverse flux induction heating apparatus for metal strip or sheet heating which makes it possible to obtain a more uniform temperature profile along the width of the strip as compared to the prior art, Lt; RTI ID = 0.0 > and / or < / RTI > undesirable cooling occurring near the sides of the strip.

본 발명의 다른 목적은 종래 기술에 비해 상기 스트립의 측부의 가열을 더 제어하고 더 낮출 수 있는 트랜스버스 플럭스 유도 가열장치를 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a transverse flux induction heating apparatus which is capable of further controlling and lowering the heating of the sides of the strip as compared to the prior art.

본 발명의 또 다른 목적은 종래 기술에 비해 가열되는 상기 스트립의 폭에 용이하게 효율적으로 적용될 수 있는 트랜스버스 플럭스 유도 가열장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a transverse flux induction heating apparatus which can be easily and efficiently applied to the width of the strip to be heated as compared with the prior art.

따라서, 본 발명은 제1 길이 방향의 축을 정의하는 트랜스버스 플럭스 유도 가열장치를 제공함으써 전술된 과제를 달성한다. 구체적으로, 본 발명의 트랜스버스 플럭스 유도 가열장치는,Accordingly, the present invention achieves the above-described problem by providing a transverse flux induction heating apparatus that defines a first longitudinal axis. Specifically, in the transverse flux induction heating apparatus of the present invention,

- 서로 평행하고 상기 제1 길이 방향의 축에 평행한 평면들 각각의 상에 배치되고, 상기 제1 길이 방향의 축에 직각인 제2 길이 방향의 축을 따라 상기 적어도 두 개의 유도 코일들 사이로 상기 스트립이 통과되도록 서로 이격되어 배치되는 적어도 두 개의 유도 코일들; 및 A plurality of inductors arranged on each of the planes parallel to one another and parallel to the axis in the first longitudinal direction and between the at least two induction coils along a second longitudinal axis perpendicular to the axis in the first longitudinal direction, At least two induction coils disposed to be spaced from each other so as to pass through; And

- 적어도 두 개의 보상극들;을 포함하고, - at least two compensation poles,

상기 적어도 두 개의 보상극들 각각은 상기 적어도 두 개의 유도 코일들 각각에 구속되고, Each of said at least two compensation poles being constrained to each of said at least two induction coils,

상기 적어도 두 개의 보상극들 각각은 Each of the at least two compensation poles

- 적어도 하나의 턴을 갖는 권선; 및 A winding having at least one turn; And

- 상기 권선의 상기 적어도 하나의 턴에 의해 둘러싸인 제1 보조 자속 집속기;를 포함하고, - a first auxiliary flux concentrator surrounded by said at least one turn of said winding,

상기 적어도 두 개의 보상극들 중 적어도 하나는 상기 제1 길이 방향의 축에 평행한 방향을 따라 이동하도록 구성되는 것을 특징으로 한다. And at least one of the at least two compensation poles is configured to move along a direction parallel to the axis in the first longitudinal direction.

본 발명의 제1 변형예에서, 상기 유도 코일들이 고정된 반면, 상기 보상극들은 상기 제1 길이 방향의 축을 따라 이동 가능하다.In a first variant of the invention, the compensation coils are fixed while the compensation poles are movable along the first longitudinal axis.

본 발명의 제2 변형예에서, 대신에, 상기 보상극들은 상기 유도 코일들 중 하나 이상에 일체로 고정되고, 상기 유도 코일들은 상기 제1 길이 방향의 축을 따라 이동 가능하다.In a second variation of the present invention, instead, the compensation poles are integrally fixed to at least one of the induction coils, and the induction coils are movable along the first longitudinal axis.

바람직하게는, 본 발명의 상기 두 개의 변형예는 상기 유도 코일들 및 상기 보상극들의 특정한 배치를 통해서 본 발명의 장치를 단순화할 수 있어, 용이한 유지 및 스트립 표면 상에 좀 더 균일한 온도 분포를 가능하게 한다.Preferably, the two variants of the present invention can simplify the device of the present invention through a specific arrangement of the induction coils and the compensating poles, which allows easy maintenance and a more uniform temperature distribution .

본 발명의 모든 변형예에서, 각각의 보조 자속 집속기를 둘러싸는 상기 적어도 하나의 턴 및/또는 상기 적어도 두 개의 유도 코일들은 실질적으로 다각형 또는 직사각형 또는 정사각형 또는 삼각형 또는 육각형 또는 원형 또는 타원형 또는 이들의 조합 형태를 갖는다.In all variations of the invention, the at least one turn and / or the at least two induction coils surrounding each auxiliary flux concentrator are substantially polygonal or rectangular or square or triangular or hexagonal, circular or elliptical, or combinations thereof .

첨부된 종속항들은 본 발명의 바람직한 구체예에 해당한다.The accompanying subclaims are preferred embodiments of the present invention.

본 발명의 다른 특징 및 이점은 첨부된 도면을 참조하여 비제한적인 예로서 도시된 트랜스버스 플럭스 유도 가열장치의 바람직한 실시예에 대한 상세한 설명에 의해서 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 장치의 제1 구체예의 부분 사시도를 도시한다.
도 2는 도 1의 장치의 개략적인 상면도를 도시한다.
도 3은 도 1의 장치에서 생성되는 주 자기장 및 반응 자기장을 개략적으로 도시한다.
도 4는 보상극(보상 pole)이 없는 종래의 장치에서 생성된 자기장을 개략적으로 도시한다.
도 5는 도 3의 장치에서의 미터로 표시되는 스트립의 폭의 함수로서, W/m로 표시되는 전력 밀도 패턴(전력 밀도 pattern)을 도시한다.
도 6은 도 4의 장치에서의 미터로 표시되는 스트립의 폭의 함수로서, W/m로 표시되는 전력 밀도 패턴을 도시한다.
도 7은 본 발명에 따른 장치의 제2 구체예의 사시도를 도시한다.
도 8a는 상기 제2 구체예의 모식도를 도시한다.
도 8a는 상기 제2 구체예의 또 다른 모식도를 도시한다.
도 9는 도 7의 장치의 부품의 일부의 사시도를 도시한다.
도 10은 도 7의 장치의 부분 단면 사시도를 도시한다.
도 10a, 10b, 및 10c는 A-A 및 B-B 선을 따라 절단한 세 개의 변형예들의 단면도를 도시한다.
도 11은 도 7의 장치에서 생선된 주 자기장 및 반응 자기장을 개략적으로 도시한다.
도 12는 도 7의 장치의 스트립의 폭의 함수로서 전력 밀도 패턴과 보상극이 없는 종래의 장치의 대응하는 패턴을 비교하여 도시한다.
도면에서 동일한 참조 번호는 동일한 요소 또는 구성 요소를 나타낸다.Other features and advantages of the present invention will become apparent from the detailed description of a preferred embodiment of the transverse flux induction heating apparatus shown as a non-limiting example with reference to the accompanying drawings.
Figure 1 shows a partial perspective view of a first embodiment of a device according to the invention.
Figure 2 shows a schematic top view of the device of Figure 1;
FIG. 3 schematically shows the main magnetic field and the reactive magnetic field generated in the apparatus of FIG.
Figure 4 schematically shows the magnetic field generated in a conventional device without a compensation pole.
FIG. 5 shows a power density pattern (power density pattern), expressed in W / m, as a function of the width of the strip indicated by the meter in the apparatus of FIG.
Figure 6 shows a power density pattern, expressed in W / m, as a function of the width of the strip indicated by the meter in the Figure 4 apparatus.
Figure 7 shows a perspective view of a second embodiment of the device according to the invention.
Fig. 8A shows a schematic diagram of the second embodiment.
8A shows another schematic diagram of the second embodiment.
Figure 9 shows a perspective view of a part of the part of the device of figure 7;
Figure 10 shows a partial cross-sectional perspective view of the device of Figure 7;
Figures 10a, 10b, and 10c show cross-sectional views of three variations cut along AA and BB lines.
Fig. 11 schematically shows the main magnetic field and the reaction magnetic field generated in the apparatus of Fig.
Figure 12 compares the power density pattern as a function of the width of the strip of the device of Figure 7 and the corresponding pattern of a conventional device without a compensation pole.
Like reference numerals in the drawings denote like elements or elements.

도 1 내지 3은 본 발명에 따른 금속 스트립(11) 가열용 트랜스버스 플럭스 유도 가열장치(1)의 제1 구체예를 도시한다.1 to 3 show a first embodiment of a transverse flux induction heating apparatus 1 for heating a metal strip 11 according to the present invention.

상기 트랜스버스 플럭스 유도 가열장치(1)는 상기 금속 스트립(11)이 통과하는 상호 평행한 평면 상에 서로 대향하도록 배열된 두 개의 유도 코일들(2 및 4)을 포함한다.The transverse flux induction heating apparatus 1 includes two induction coils 2 and 4 arranged so as to face each other on mutually parallel planes through which the metal strips 11 pass.

상기 두 개의 유도 코일들(2 및 4)은 실질적으로 직사각형이다. 또는, 상기 유도 코일들(2 및 4)은 또 다른 형태를 가질 수 있으며, 예를 들어, 다각형 또는 정사각형 또는 삼각형 또는 육각형 또는 원형 또는 타원형 또는 이들의 조합된 형태를 가질 수 있다.The two induction coils 2 and 4 are substantially rectangular. Alternatively, the induction coils 2 and 4 may have another shape, for example, polygonal or square or triangular or hexagonal, or circular or elliptical, or a combination thereof.

상기 트랜스버스 플럭스 유도 가열장치(1)는 상호 수직인 세 개의 축, 즉, X, Y, 및 Z를 정의한다. 구체적으로, 상기 트랜스버스 플럭스 유도 가열장치(1)는 상기 유도 코일들(2 및 4)의 최대 연장 방향에 평행한 X 축; 상기 유도 코일들(2 및 4)이 상호 이격되는 방향에 평행한 Z 축; 및, 상기 금속 스트립(11)이 상기 유도 코일들(2 및 4) 사이를 통과하는 동안 움직이는 방향에 평행한 Y 축을 정의한다. 바람직하게는, 상기 유도 코일(2 및 4)의 각각은 상기 금속 스트립(11)의 통과를 위해 제공되는 공간의 상부 전체 및 하부 전체에 배치된다. 다시 말해서, 상기 유도 코일들(2 및 4)의 각각은 상기 금속 스트립(11)의 통과를 위해 제공되는 평면 또는 평행한 평면들을 횡단하지 않는다. 상기 유도 코일들(2 및 4)의 각각은 단일 도체 소자, 바람직하게는 냉각 회로(미도시)가 구비된 단일 도체 소자를 포함한다.The transverse flux induction heating apparatus 1 defines three mutually perpendicular axes, X, Y, and Z. Specifically, the transverse flux induction heating apparatus 1 includes an X-axis parallel to a direction of maximum extension of the induction coils 2 and 4; A Z-axis parallel to a direction in which the induction coils 2 and 4 are spaced apart from each other; And a Y-axis parallel to the direction in which the metal strip 11 moves while passing between the induction coils 2 and 4. Preferably, each of the induction coils 2 and 4 is disposed on the entire top and bottom of the space provided for the passage of the metal strip 11. In other words, each of the induction coils 2 and 4 does not traverse the plane or parallel planes provided for the passage of the metal strip 11. [ Each of the induction coils 2 and 4 comprises a single conductor element, preferably a single conductor element with a cooling circuit (not shown).

상기 도체 소자는, 예를 들어, 정사각형 섹션을 가지며, 예를 들어, 원형 섹션과 같은 다른 섹션 형태로 가능하다. The conductor element has, for example, a square section, for example in the form of another section such as a circular section.

다양한 변형예들에 따라서(미도시), 상기 유도 코일들(2 및 4)의 각각은 서로 나란하게 배열된 몇몇 도체 소자들을 포함한다. According to various variants (not shown), each of the induction coils 2 and 4 comprises several conductor elements arranged side by side.

바람직하게는, 상기 도체 소자는 수냉 회로(water cooling circuit)가 구비된 구리 재질의 소자이다.Preferably, the conductor element is a copper-based element having a water cooling circuit.

상기 도체 소자는 적절히 접힌다. 구체적으로, 상기 도체 소자는 평면도 상에서 관찰될 때, 교류 전류원에 연결되도록 구성된 직사각형의 둘레의 단면 및 두 개의 연결부(6 및 8)가 부분적으로 뒤따라 이어진 부분을 포함하도록 접혀지고, 이때 상기 두 개의 연결부(6 및 8)는 상호 이격되고 평행하다.The conductor elements are suitably folded. Specifically, when viewed on a plan view, the conductor elements are folded so as to include a cross-section of a rectangle circumferentially configured to be connected to an alternating current source and a portion where the two connection portions 6 and 8 are partially followed, (6 and 8) are mutually spaced and parallel.

더 구체적으로, 상기 유도 코일들(2 및 4)의 각각은, Y 축에 따라 서로 이격되고, X 축과 평행하게 연장하는 두 개의 더 큰 측부들(10 및 12); 및 Y 축과 평행하게 연장하는 더 작은 측부(14)를 구비하고, 여기에서 상기 더 큰 측부(10 및 12)의 선단(digital end)은 상기 두 개의 연결부(6 및 8)에 각각 연결된다.More specifically, each of the induction coils 2 and 4 has two larger sides 10 and 12 spaced apart from one another along the Y axis and extending parallel to the X axis; And a smaller side 14 extending parallel to the Y axis, wherein the digital ends of the larger sides 10 and 12 are connected to the two connections 6 and 8, respectively.

상기 유도 코일들(2 및 4)의 각각은 두 개의 주 자속 집속기(16 및 18, magnetic flux concentrator)를 구비한다. 바람직하게는, 상기 주 자속 집속기(16 및 18)의 각각은 상기 금속 스트립(11)를 향한 자기장을 어드레스(address)하기 위하여 상기 유도 코일들(2 및 4) 각각을 부분적으로 둘러싼다. 구체적으로, 상기 주 자속 집속기(16 및 18)의 각각은 상기 두 개의 더 큰 측부들(10 및 12) 각각의 바깥쪽 가장자리에 배치된다. 상기 주 자속 집속기(16 및 18) 각각은 평면(XY) 에 대해 평행하게 연장하는 제1 연신부 및 평면(XZ)에 대해 평행하게 연장하는 제2 연신부를 포함하는 각진(angular) 자기판(magnetic plate)에 의해 실질적으로 형성된다. 상기 주 자속 집속기(16 및 18)는 상기 더 작은 측부(14) 및 상기 두 개의 연결부(6 및 8)에 도달하지 않도록 길이 방향의 X 축을 따라 상기 유도 코일들(2 및 4)보다 더 작은 연장부를 갖는다. 상기 각진 자기판은 소결된 분말 또는 Fe-Si 시트로 제조될 수 있으며, 예를 들어 20 내지 200의 투자율(magnetic permeability)을 갖는 소결된 분말로 제조될 수 있다.Each of the induction coils 2 and 4 has two magnetic flux concentrators 16 and 18. Preferably, each of the main flux concentrators 16 and 18 partially surrounds each of the induction coils 2 and 4 to address a magnetic field toward the metal strip 11. Specifically, each of the main flux concentrators 16 and 18 is disposed at the outer edge of each of the two larger sides 10 and 12. Each of the main flux concentrators 16 and 18 includes an angular magnetic plate (not shown) having a first extending portion extending parallel to the plane XY and a second extending portion extending parallel to the plane XZ magnetic plate. The main flux concentrators 16 and 18 are smaller than the induction coils 2 and 4 along the longitudinal X axis so as not to reach the smaller side 14 and the two connections 6 and 8 And has an extension. The angled magnetic plate may be made of sintered powder or Fe-Si sheet, and may be made of sintered powder having magnetic permeability of, for example, 20 to 200. [

바람직하게는, 본 발명에 따른 장치(1)는 스트립의 측부들에서의 가열을 줄이고, 공지된 해결방법들을 사용하여 상기 측부들 근처에서 생성되는 전력 갭들을 보상하기 위하여, 상기 유도 코일들(2 및 4)에 대하여 이동 가능한 보상극들을 더 포함하고, 여기에서 상기 유도 코일들(2 및 4)은 보상극들을 대신하여 고정되어 있다.Preferably, the apparatus 1 according to the present invention is designed to reduce the heating at the sides of the strip, and to compensate for the power gaps generated near the sides using known solutions, the induction coils 2 And 4), wherein the induction coils 2 and 4 are fixed in place of the compensating poles.

이러한 제1 구체예에 따라서, 4개의 보상극들이 구비되고, 상기 유도 코일들(2 및 4) 각각의 상기 두 개의 더 큰 측부들(10 및 12)를 분리하는 공간에 배치된다. 구체적으로, 상기 유도 코일(2)은 두 개의 보상극들(20 및 22)을 구비하며, 상기 또 다른 유도 코일(4)은 두 개의 보상극들(24 및 26)을 구비한다. 상기 보상극들(20, 22, 24, 및 26)은 상기 유도 코일(2, 4)에 대해 슬라이딩될 수 있도록 구속된다. 구체적으로, 상기 보상극들(20 및 22)은 상기 유도 코일(2)의 상기 더 큰 측부들(10 및 12)로 슬라이딩 구속되는 반면, 상기 보상극들(24 및 26)은 상기 유도 코일(4)의 상기 더 큰 측부들(10 및 12)로 슬라이딩 구속된다. 이러한 방식으로, 상기 보상극들 길이 방향의 X 축에 대해 평행하게 슬라이딩할 수 있다.According to this first embodiment, four compensation poles are provided and arranged in a space separating the two larger sides 10 and 12 of each of the induction coils 2 and 4. [ Specifically, the induction coil 2 has two compensating poles 20 and 22, and the other induction coil 4 has two compensating poles 24 and 26. The compensation poles 20, 22, 24, and 26 are constrained to be slidable relative to the induction coils 2, 4. Specifically, the compensation poles 20 and 22 are slidably constrained to the larger sides 10 and 12 of the induction coil 2 while the compensation poles 24 and 26 are slidably coupled to the induction coil 2 4 to the larger side portions 10, In this way, the compensation poles may slide parallel to the X axis in the longitudinal direction.

상기 보상극들(20, 22, 24, 및 26)은 도체 재료로 제조된 상기 권선(28, winding), 제1 보조 자속 집속기(30), 및 제2 보조 자속 집속기(32)을 포함하고, 여기에서 상기 제1 보조 자속 집속기(30) 및 상기 제2 보조 자속 집속기(32)는 연결 부재(34)에 의해 서로 연결된다. 바람직하게는, 상기 권선(28)는 상기 대응하는 상기 유도 코일들(2 및 4)과는 별개의 부재이다.The compensation poles 20,22, 24 and 26 comprise the winding 28 made of a conductor material, the first auxiliary flux concentrator 30 and the second auxiliary flux concentrator 32 Wherein the first and second auxiliary magnetic flux concentrators (30, 32) are connected to each other by a connecting member (34). Preferably, the winding 28 is a member separate from the corresponding induction coils 2 and 4. [

변형예(미도시)에 따라서, 상기 보상극들은 상기 제2 보조 자속 집속기(32) 및 상기 연결 부재(34)를 구비하지 않는다.According to a modification (not shown), the compensating poles do not have the second auxiliary flux concentrator 32 and the connecting member 34. [

상기 권선(28)은, 예를 들어, 상기 권선(28) 내부의 공간을 정의하고 수직의 Z 축과 평행하게 중첩되는 두 개의 동심 턴들(29, concentric turns)을 포함하다. 상기 턴들(29)의 수는 2 미만이거나 초과일 수도 있다.The windings 28 include, for example, two concentric turns 29 that define the space inside the windings 28 and overlap in parallel with the vertical Z-axis. The number of turns 29 may be less than or greater than two.

상기 턴들(29)은 실질적으로 직사각형이다. 또는, 상기 턴들은(29)은 또 다른 형태, 예를 들어, 다각형 또는 정사각형 또는 삼각형 또는 육각형 또는 원형 또는 타원형이거나 이들의 조합 형태를 가질 수 있다.The turns 29 are substantially rectangular. Alternatively, the turns 29 may have another form, for example a polygon or a square, a triangle or a hexagon, a circle or an ellipse, or a combination thereof.

바람직하게는, 상기 권선(28)은 냉각 회로(부분적으로 도시됨)를 구비한다. 상기냉각 회로는 냉각용 유체가 흐르는 상기 턴들(29)의 내부에 배치되는 파이프(40)을 구비한다(도 1). 예를 들어, 상기 권선(28)의 상기 턴들(29)은 구리로 제조되고, 수냉 회로를 구비한다. 상기 냉각 시스템에 의해서, 상기 턴들(29)은 상기 제1 보조 자속 집속기(30)를 냉각시킨다. 상기 제1 보조 자속 집속기(30)은 상기 금속 스트립(11)의 가장자리 부분으로부터 자속(magnetic flux)을 부분적으로 전환시키기 위하여 상기 제1 보조 자속 집속기(30)로 자속을 끌어당김으로써, 보조 자속 집속기(30) 근처에 있는 장치, 예를 들어 절연체들을 과열시켜 손상시키는 경향이 있다. 따라서, 상기 제1 보조 자속 집속기(30)를 유리하게 냉각시킬 수 있으며, 과도하게 높지 않은 온도로 시간 경과에 따라 온도를 일정하게 유지하는 것이 바람직하다.Preferably, the winding 28 has a cooling circuit (partially shown). The cooling circuit has a pipe 40 disposed inside the turns 29 through which the cooling fluid flows (FIG. 1). For example, the turns 29 of the winding 28 are made of copper and include a water cooling circuit. By the cooling system, the turns 29 cool the first auxiliary magnetic flux collector 30. The first auxiliary magnetic flux concentrator 30 draws the magnetic flux to the first auxiliary magnetic flux concentrator 30 to partially convert magnetic flux from the edge portion of the metal strip 11, There is a tendency to overheat and damage devices located near the flux concentrator 30, such as insulators. Therefore, the first auxiliary magnetic flux flux collector 30 can be advantageously cooled, and it is preferable to keep the temperature constant over time at an excessively high temperature.

도 1 내지 3에 도시된 구체예에 따라서, 상기 권선(28)의 상기 턴들(29)은 단락된다. 또 다른 변형예에 따라서, 상기 권선(28)은 상기 유도 코일들(2 및 4)에 공급하는 주파수와는 다른, 예를 들어, 100 Hz 내지 1 kHz의 주파수로 교류 전류원에 의해 공급되도록 구성된다. 이러한 또 다른 변형예에 따라서, 상기 권선(28)은 이러한 교류 전류원에 대한 추가적인 연결부들을 구비할 수 있다.According to the embodiment shown in Figures 1 to 3, the turns 29 of the winding 28 are short-circuited. According to yet another variant, the winding 28 is arranged to be supplied by an alternating current source at a frequency different from the frequency which it supplies to the induction coils 2 and 4, for example between 100 Hz and 1 kHz . According to this alternative variant, the winding 28 may have additional connections to such an alternating current source.

상기 권선(28)은 바람직하게는 평면도에서 관찰될 때, 바람직하게는 정사각형 또는 직사각형의, 상기 턴들(29)에 의해 형성되는 4 개의 측면들을 구비하지만, 필수적인 것은 아니다.The winding 28 preferably has four sides, preferably square or rectangular, formed by the turns 29, but is not necessary when viewed in plan view.

상기 턴들(29)은 상기 유도 코일(2 또는 4)의 상기 더 큰 측부(10 또는 12), 또는 상기 더 큰 측부들(10 및 12) 모두로 슬라이딩 구속된다. 상기 제1 보조 자속 집속기(30)는 바람직하게는 적절한 자성 또는 강자성 재료로 이루어진 블록, 예를 들어, 평행 육면체 형태의 블록으로 제공되고, 상기 권선(28)에 의해 정의된 공간에 구비되며 상기 공간에 고정된다. 바람직하게는, 상기 제1 보조 자속 집속기(30) 각각은 이를 둘러싸는 상기 적어도 하나의 턴(29)과는 별개의 부재이다. 바람직하게는, 상기 제1 보조 자속 집속기(30)의 수직의 Z 축에 따른 이의 연장부의 일부만이 상기 턴들(29)에 의해 둘러싸인다.The turns 29 are slidably constrained to both the larger side 10 or 12 of the induction coil 2 or 4 or both of the larger sides 10 and 12. The first auxiliary flux concentrator 30 is preferably provided in a block of a suitable magnetic or ferromagnetic material, for example, in the form of a parallelepiped, and is provided in a space defined by the winding 28, And is fixed in space. Preferably, each of the first auxiliary flux concentrators (30) is a member separate from the at least one turn (29) surrounding it. Preferably, only a portion of its extension along the vertical Z-axis of the first auxiliary flux concentrator 30 is surrounded by the turns 29.

또한, 상기 보상극들(20 및 22)의 각각은 바람직하게는 상기 금속 스트립(11)의 상부에 완전히 배치되고, 상기 보상극들(24 및 26)의 각각은 상기 금속 스트립(11)의 하부에 완전히 배치되며, 상기 보상극들(24 및 26)의 각각은 상기 유도 코일들(2 및 4) 사이를 통과한다. 구체적으로, 상기 보상극들(20, 22, 24, 및 26) 모두는 상기 금속 스트립(11)의 통과를 위해 제공되는 평면 또는 평행한 다층의 평면들을 횡단하지 않는다. 상기 제2 보조 자속 집속기(32)는 상기 권선(28)에 대해 외부에 배치되고, 상기 장치(1)의 내부를 향하여, 즉 Y 축을 기준으로 상기 권선(28)의 최 내측 근처에 배치된다(도 1). 또한, 상기 제2 보조 자속 집속기(32)는 바람직하게는 적절한 자성 재료로 이루어진 블록, 예를 들어 평행 육면체 형태의 블록으로 제공된다. 또한, 바람직하게는, 길이 방향의 X 축을 따른 상기 제2 보조 자속 집속기(32)의 연장부는 동일한 길이 방향의 X 축을 따른 상기 제1 보조 자속 집속기(30)의 연장부보다 작은 반면, 상기 두 개의 자속 집속기들(30 및 32)의 Y 및 Z 방향들에 따른 연장부의 크기는 거의 동일하다. 또한, 상기 두 개의 자속 집속기들(30 및 32)은 바람직하게는 실질적으로 길이 방향의 X 축을 따라 배열된다. Each of the compensating poles 20 and 22 is preferably disposed entirely on top of the metal strip 11 and each of the compensating poles 24 and 26 is located on the bottom of the metal strip 11, And each of the compensation poles 24 and 26 passes between the induction coils 2 and 4. [ In particular, all of the compensation poles 20, 22, 24, and 26 do not traverse planes or parallel multi-layer planes provided for the passage of the metal strips 11. The second auxiliary flux concentrator 32 is disposed outside the winding 28 and disposed near the innermost side of the winding 28 toward the inside of the device 1, (Fig. 1). Further, the second auxiliary flux concentrator 32 is preferably provided with a block made of a suitable magnetic material, for example, a parallelepiped-shaped block. Preferably, the extension of the second auxiliary flux concentrator 32 along the X-axis in the longitudinal direction is smaller than the extension of the first auxiliary flux concentrator 30 along the X-axis in the same longitudinal direction, The magnitudes of the extensions along the Y and Z directions of the two flux concentrators 30 and 32 are approximately the same. In addition, the two flux concentrators 30 and 32 are preferably arranged substantially along the X axis in the longitudinal direction.

상기 두 개의 자속 집속기들(30 및 32) 사이의 상기 연결 부재(34)는 자성 또는 비자성 재료로 이루어질 수 있다.The connecting member 34 between the two magnetic flux collectors 30 and 32 may be made of a magnetic or non-magnetic material.

본 발명 및 그 이점은 상술한 구체예에 따른 장치의 동작을 설명함으로써 보다 잘 이해될 것이다.The present invention and its advantages will be better understood by describing the operation of the apparatus according to the above embodiments.

고정된 순간에(in a fixed instant of time) 화살표들(I)에 의해 표시된 방향을 갖는 교류 전류원은 상기 유도 코일들(2 및 4)로 공급되어(도 3), 고려된 순간에(in the considered instant) 상기 유도 코일(2)에서 상기 유도 코일(4)로 향하는 화살표들(L)로 나타낸 자기장을 생성하여, 유도 전류가 상기 금속 스트립(11)이 상기 유도 코일들(2 및 4) 사이를 통과할 때 줄(Joule) 효과에 가열되는 상기 금속 스트립(11)에 생성된다. An alternating current source having a direction indicated by the arrows I in a fixed instant of time is supplied to the induction coils 2 and 4 (FIG. 3) the instantaneous current flows from the induction coil 2 to the induction coil 4 so that the induction current flows through the metal strip 11 between the induction coils 2 and 4 Is produced in the metal strip (11) heated in a Joule effect as it passes through the metal strip (11).

본 발명에 따라서, 길이 방향의 X 축을 따른 상기 보상극들(20, 22, 24, 및 26)의 위치는 상기 스트립(11)의 폭의 함수에 의해 결정된다. 도 2는, 예를 들어, 상기 스트립(11)의 폭의 함수로서 선택되는 상기 상부의 보상극들(20 및 22)의 두 개의 가능한 위치들을 도시한다. 상기 스트립(11)의 폭은 길이 방향의 X 축을 따른 상기 스트립(11)의 연장부에 상응한다. 하부의 보상극들(20 및 22)은(도 2에 도시되지 않음) 상기 상부 보상극들(20 및 22)의 각각의 위치에 상응하는 위치를 차지할 것이다.According to the invention, the position of the compensation poles 20, 22, 24, and 26 along the longitudinal X axis is determined by a function of the width of the strip 11. Fig. 2 shows, for example, two possible positions of the upper compensation poles 20 and 22 which are selected as a function of the width of the strip 11. The width of the strip 11 corresponds to the extension of the strip 11 along the longitudinal X-axis. The lower compensation poles 20 and 22 will occupy positions corresponding to the respective positions of the upper compensation poles 20 and 22 (not shown in FIG. 2).

구체적으로, 상기 보상극들(20 및 24)은 상기 금속 스트립(11)이 상기 유도 코일들(2 및 4)을 통과할 때 Y 축에 평행한 상기 금속 스트립(11)의 제1 측부(13)에 배치되도록 구성된다(도 3). 유사하게, 상기 보상극들(22 및 26)은 상기 제1 측부(13)에 대향하는 상기 금속 스트립(11)의 측부(15)에 위치하도록 구성된다. 따라서, 상기 보상극들(20 및 24)은 실질적으로 수직의 Z 축에 평행한 방향으로 상호 배열되고, 상기 보상극들(22 및 26)은 실질적으로 수직의 Z 축에 평행한 방향으로 상호 배열된다.Specifically, the compensation poles 20 and 24 are arranged such that when the metal strip 11 passes through the induction coils 2 and 4, the first side 13 of the metal strip 11 parallel to the Y- (Fig. 3). Similarly, the compensation poles 22 and 26 are configured to be located at the side 15 of the metal strip 11 opposite the first side 13. Thus, the compensation poles 20 and 24 are arranged in a direction parallel to a substantially vertical Z-axis, and the compensation poles 22 and 26 are arranged in a mutually aligned direction in a direction substantially parallel to the vertical Z- do.

상기 측부들의 국부적인 가열은 Y 축을 따라 연장하는 상기 금속 스트립(11)의 측부들(13 및 15)에 대하여 X 축에 따른 상기 보상극들(20 및 24)의 상대적인 위치를 변화시킴으로써 조절될 수 있다.The local heating of the sides can be adjusted by varying the relative positions of the compensation poles 20 and 24 along the X axis with respect to the sides 13 and 15 of the metal strip 11 extending along the Y axis have.

본 발명은 유도 전류가 상기 턴들(29) 근처에서 굴곡된 화살표들(M)에 의해 표시된 유도 자기장 또는 반응 자기장을 차례로 생성하는 상기 권선(28) 각각의 턴들(29)을 횡단한다는 점에 있어서 유리하다. 상기 반응 자기장(M)은 상기 측부들(13 및 15)에 있는 주 자기장(L)에 대향하여 보상효과(compensation effect)를 생성한다. 상기 보상효과는 상기 스트립의 상기 측부들(13 및 15)의 과도한 가열문제를 예방하는데 있어서 특히 유용하다. 전형적으로, 상기 보상효과는 상기 턴들(29)의 개수에 비례한다.The present invention is advantageous in that the induction current traverses the turns 29 of each of the windings 28 which, in turn, produce an induced magnetic field or reaction field indicated by the bent arrows M near the turns 29 Do. The reactive magnetic field M produces a compensation effect against the main magnetic field L at the sides 13 and 15. The compensation effect is particularly useful in preventing excessive heating problems of the sides 13 and 15 of the strip. Typically, the compensation effect is proportional to the number of turns 29.

일반적으로, 상기 보조 자속 집속기들(30 및 32)은 상기 각각의 권선(28)에 의해 생성된 반응 자계 자속(reaction magnetic field flux)의 바람직하지 않은 분산을 감소시킨다. 구체적으로, 본 발명은 상기 보조 자속 집속기(32)가 상기 턴들(29)을 횡단하는 상기 유도 전류에 의해 생성된 상기 반응 자기장의 국부적인 강도를 증가시키도록 한다. 상기 보조 자속 집속기(30)로 인하여, 상기 턴들(29)의 개수를 감소시키는 것이 가능하고, 이는 상기 반응 자기장의 더 큰 국부화(localization)를 촉진한다. 따라서, 상기 보상극들(20, 22, 24, 및 26)을 적절히 배치함으로써, 상기 금속 스트립(11)의 특정한 영역으로 국소적으로 전달된 전력이 강화된다. 전술된 "전력 갭(power gap)"의 문제점은 상기 제1 보조 자속 집속기(30)의 존재로 인한 주 자기장의 강화 및 이로 인한 상기 금속 스트립(11)의 특정 구역들의 강화된 가열에 의해 보상되고, 상기 제2 보조 자속 집속기(32)의 존재에 의해 촉진된다. In general, the auxiliary flux concentrators 30 and 32 reduce the undesirable dispersion of the reaction magnetic field flux produced by each of the windings 28. Specifically, the present invention allows the auxiliary flux concentrator 32 to increase the local strength of the reactive magnetic field generated by the induced current traversing the turns 29. Due to the auxiliary flux concentrator 30, it is possible to reduce the number of turns 29, which promotes greater localization of the reaction field. Thus, by locating the compensation poles 20, 22, 24, and 26 properly, the power delivered locally to a particular area of the metal strip 11 is enhanced. The problem of the above-mentioned "power gap" is compensated by the strengthening of the main magnetic field due to the presence of the first auxiliary flux concentrator 30 and thereby the enhanced heating of the specific zones of the metal strip 11 And is promoted by the presence of the second auxiliary flux concentrator (32).

본 발명의 잇점들은 본 발명과 관련된 도 3 및 5와 보상극이 없는 장치와 관련된 도 4 및 6의 비교함으로써 추측할 수 있다.Advantages of the present invention can be inferred by comparing FIGS. 3 and 5 with respect to the present invention and FIGS. 4 and 6 with respect to a device without compensation pole.

도 3은 상기 측부들(13 및 15)에서의 주 자기장에 대향하는 상기 턴들(29)에 의해 생성된 반응 자기장의 패턴을 선으로 도시한다. 상기 측부들(13 및 15)에서의 주 자기장이 얇아져서 상기 스트립의 측부들(13 및 15)의 가열 제어를 가능케 하는 유리한 효과를 주목할 필요가 있다. 이러한 효과는 주로 권선들(28)의 존재로 인한 것이고, 상기 제1 보조 자속 집속기(30)에 의해 촉진된다.3 shows a pattern of the reaction field generated by the turns 29 opposite to the main magnetic field at the side portions 13 and 15 in a line. It should be noted that the advantageous effect of allowing the main magnetic field at the sides 13 and 15 to be thinned allows the heating control of the sides 13 and 15 of the strip. This effect is mainly due to the presence of the windings 28 and is facilitated by the first auxiliary flux concentrator 30.

또한, 상기 측부들(13 및 15)에 인접한 상기 금속 스트립(11)의 구역들에는 상기 제2 보조 자속 집속기(32)의 존재로 인한, 또는 상기 제1 보조 자속 집속기(30)의 존재에 의해 촉진되는 강화된 주 자기장이 존재하여, 불리한 "전력 갭" 효과에 대한 보상이 있다. 이러한 보상에 의해서, 상기 금속 스트립(11)의 일반적으로 좀 더 균일한 가열이 확보된다. 이러한 결과는 도 5에 도시된다. 도 5는 파선 원형(E)에 의해 강조된 상당한 전력감소가 이루어지는 상기 측부(13)로부터 시작하는 상기 스트립 폭의 함수로서 전력패턴을 나타낸다. 또한, 상기 측부(13)에 인접한 구역에 있는 파선 원형(F)에 의해 강조된 "전력 갭"의 보상이 있음을 주목할 필요가 있다. 반대로, 본 발명에 따르지 않는 도 4에 도시된 보상극들이 없는 구성에서, 상기 스트립의 측부들에서의 더 큰 바람직하지 않은 가열 및 이러한 측부들에 인접한 구역에서의 가열의 급격한 바람직하지 않은 감소가 있고, 도 6에 도시된 상기 스트립의 폭의 함수로서 전력패턴에서 관찰될 수 있다.The zones of the metal strip 11 adjacent to the side portions 13 and 15 are also provided with the presence of the second auxiliary magnetic flux concentrator 32 or the presence of the first auxiliary magnetic flux concentrator 30 There is a compensation for an adverse "power gap" effect. With this compensation, generally more uniform heating of the metal strip 11 is ensured. This result is shown in Fig. Figure 5 shows the power pattern as a function of said strip width starting from said side 13 where significant power reduction emphasized by the dashed circle E is made. It should also be noted that there is a compensation of the "power gap" highlighted by the dashed circle F in the region adjacent to the side portion 13. [ Conversely, in the configuration without the compensation poles shown in Fig. 4, which is not according to the invention, there is a greater undesirable heating at the sides of the strip and a sharp undesirable reduction in heating in the area adjacent to these sides , Can be observed in the power pattern as a function of the width of the strip shown in Fig.

또한, 상기 보상극들(20, 22, 24, 및 26)은 길이 방향의 X 축을 따라 이동할 수 있기 때문에, 상기 보상 코일들(20, 22, 24, 및 26)을 적절히 이동시킴으로써 폭이 다른 스트립에 대한 전술된 유리한 효과를 간단히 얻을 수 있다. 일반적으로, 상기 보상 강도 또한 상기 보상극들(20, 22, 24, 및 26)의 위치에 따라 조절될 수 있다.Further, since the compensation poles 20, 22, 24, and 26 can move along the longitudinal X axis, the compensating coils 20, 22, 24, and 26 are moved appropriately, The advantageous effects described above can be obtained simply. In general, the compensation intensity may also be adjusted according to the position of the compensation poles 20,22, 24, and 26. [

상기 권선들(28)이 전류원에 의해서 공급되는 변형예에서, 이러한 전류의 감지는 주 자기장에 국부적으로 대향하는 반응 자기장을 생성하도록 구성되어야 한다. 보상은 전형적으로 권선에 설정된 전류의 강도에 비례한다.In a variant in which the windings 28 are supplied by a current source, the sensing of this current should be configured to produce a reaction field locally opposite the main magnetic field. Compensation is typically proportional to the intensity of the current set in the winding.

도 7 내지 12은 본 발명에 따른 금속 스트립(11) 가열용 트랜스버스 플럭스 유도 가열장치(100)의 제2 구체예를 도시한다. 상기 트랜스버스 플럭스 유도 가열장치(100)는 가열될 상기 금속 스트립(11) 또는 플레이트가 통과하는 상호 평행한 평면 상에 서로 배향하도록 배열된 두 개의 유도 코일들(102 및 104)을 포함한다.Figures 7 to 12 illustrate a second embodiment of a transverse flux induction heating apparatus 100 for heating a metal strip 11 according to the present invention. The transverse flux induction heating apparatus 100 includes two induction coils 102 and 104 arranged to align with each other on mutually parallel planes through which the metal strip 11 or plate to be heated passes.

상기 두 개의 유도 코일들(102 및 104)은 실질적으로 직사각형이다. 또는, 상기 유도 코일들(102 및 104)은 또 다른 형태를 가질 수 있으며, 예를 들어, 다각형 또는 정사각형 또는 삼각형 또는 육각형 또는 원형 또는 타원형 또는 이들의 조합된 형태를 가질 수 있다.The two induction coils 102 and 104 are substantially rectangular. Alternatively, the induction coils 102 and 104 may take other forms, for example, polygonal or square, or triangular or hexagonal, or circular or elliptical, or a combination thereof.

상기 트랜스버스 플럭스 유도 가열장치(100)는 상호 수직인 세 개의 축, 즉, R, S, 및 T를 정의한다. 구체적으로, 상기 트랜스버스 플럭스 유도 가열장치(100)는 상기 유도 코일들(102 및 104)의 최대 연장 방향에 평행한 R 축; 상기 유도 코일들(102 및 104)이 상호 이격되는 방향에 평행한 T 축; 및 상기 금속 스트립(11)이 상기 유도 코일들(102 및 104) 사이를 통과하는 동안 움직이는 방향에 평행한 S 축을 정의한다. 바람직하게는, 상기 유도 코일(102 및 104)의 각각은 상기 금속 스트립(11)의 통과를 위해 제공되는 공간의 상부 전체 및 하부 전체에 배치된다. 다시 말해서, 상기 유도 코일들(102 및 104)의 각각은 상기 금속 스트립(11)의 통과를 위해 제공되는 평면 또는 평행한 평면들을 횡단하지 않는다.The transverse flux induction heating apparatus 100 defines three mutually perpendicular axes, i.e., R, S, and T. Specifically, the transverse flux induction heating apparatus 100 includes an R-axis parallel to a direction of maximum extension of the induction coils 102 and 104; A T-axis parallel to a direction in which the induction coils 102 and 104 are spaced apart from each other; And an S-axis parallel to the direction in which the metal strip (11) moves while passing between the induction coils (102 and 104). Preferably, each of the induction coils 102 and 104 is disposed on the entire top and bottom of the space provided for passage of the metal strip 11. In other words, each of the induction coils 102 and 104 does not traverse the planar or parallel planes provided for the passage of the metal strips 11.

상기 유도 코일들(102 및 104)은 길이 방향의 R 축을 따라 슬라이딩하도록 캐리지(160 및 162) 각각에 구속된다(도 8a 및 8b). 바람직하게는, 상기 두 개의 캐리지들(160 및 162)은 평면(TS)에 대해 하나의 동일한 측 상에 배치되고, 바람직하게는 상기 유도 코일의 공급측 상에 배치된다.The induction coils 102 and 104 are constrained to each of the carriages 160 and 162 to slide along the longitudinal R axis (Figs. 8A and 8B). Preferably, the two carriages 160 and 162 are disposed on one and the same side with respect to the plane TS, and are preferably disposed on the supply side of the induction coil.

바람직한 변형예에서, 상기 유도 코일들(102 및 104)의 각각은 네 개의 도체 소자들(121, 123, 125, 및 127)을 포함하고, 상기 도체 소자들(121, 123, 125, 및 127)은 부분적으로 신장되도록 나란히 배치된다. 다양한 변형예들에 따라서(미도시), 도체 소자의 개수는 4개가 아닐 수도 있다. 바람직하게는, 상기 도체 소자들(121, 123, 125, 및 127)은 냉각 회로를 구비한다(부분적으로 도시됨). 상기 도체 소자들(121, 123, 125, 및 127)의 내부에 배치되는 상기 냉각 회로는 파이프(140, 도 10a, 10b, 및 10c)를 포함하고, 상기 파이프(140, 도 10a, 10b, 및 10c)에는 냉각 유체가 흐른다. 바람직하게는, 상기 도체 소자들(121, 123, 125, 및 127)은 수냉 회로를 구비한 구리 재질의 소자이다. 상기 도체 소자들(121, 123, 125, 및 127)은, 예를 들어, 정사각형 단면을 가지지만, 예를 들어 원형과 같은 다른 단면 형태도 가질 수 있다.In a preferred variant, each of the induction coils 102 and 104 comprises four conductor elements 121, 123, 125 and 127 and the conductor elements 121, 123, 125 and 127, Are arranged side by side so as to extend partially. According to various variants (not shown), the number of conductor elements may not be four. Advantageously, the conductor elements 121, 123, 125, and 127 are provided with cooling circuits (partially shown). The cooling circuit disposed within the conductive elements 121, 123, 125 and 127 includes a pipe 140 (Figures 10A, 10B and 10C), and the pipe 140 (Figures 10A, 10B, 10c). Preferably, the conductor elements 121, 123, 125, and 127 are copper-made elements having a water-cooling circuit. The conductor elements 121, 123, 125, and 127 have, for example, a square cross-section, but may also have other cross-sectional shapes such as, for example, a circle.

상기 유도 코일들(102 및 104) 각각의 상기 도체 소자들(121, 123, 125, 및 127)은 적절히 접힌다. The conductor elements 121, 123, 125, and 127 of each of the induction coils 102 and 104 are properly folded.

바람직하게는, 상기 도체 소자(127)의 일부는 동심원의 중첩된 턴들(129)의 권선(128)을 형성하도록 접힌다. 예를 들어, 세 개의 턴들(129)이 존재할 수 있다. 상기 권선(128)은 바람직하게는 평면도에서 볼 때 정사각형 또는 직사각형의 상기 턴들(129)을 구비하지만, 반드시 4 개의 변을 구비하는 것은 아니다. 또는, 상기 턴들은(129)은 또 다른 형태, 예를 들어, 다각형 또는 삼각형 또는 육각형 또는 원형 또는 타원형이거나 이들의 조합 형태를 가질 수 있다.Preferably, a portion of the conductor element 127 is folded to form a winding 128 of concentric superimposed turns 129. For example, there may be three turns 129. The winding 128 preferably includes the turns 129 of a square or rectangular shape in plan view, but does not necessarily have four sides. Alternatively, the turns 129 can have another form, for example a polygonal or triangular or hexagonal, circular or elliptical, or a combination thereof.

보조 자속 집속기(130)는 바람직하게는 적절한 자성 또는 강자성 재료로 이루어진 블록, 예를 들어, 평행 육면체 형태의 블록으로 제공되고, 상기 권선(128)에 의해 정의된 공간에 구비되며 상기 공간에 고정된다. 바람직하게는, 상기 보조 자속 집속기(130) 각각은 이를 둘러싸는 상기 적어도 하나의 턴(129)과는 별개의 부재이다. 바람직하게는, 상기 보조 자속 집속기(130)의 수직의 T 축에 따른 이의 연장부의 일부만이 상기 턴들(129)에 의해 둘러싸인다. The auxiliary flux concentrator 130 is preferably provided as a block of a suitable magnetic or ferromagnetic material, for example, in the form of a parallelepiped, and is provided in a space defined by the windings 128, do. Preferably, each of the auxiliary flux concentrators 130 is a member separate from the at least one turn 129 surrounding it. Preferably, only a portion of the extension of the auxiliary flux concentrator 130 along its vertical T axis is surrounded by the turns 129.

냉각 시스템을 구비할 경우, 상기 턴들(129)은 상기 보조 자속 집속기(130)를 냉각한다. 따라서, 상기 제1 구체예의 전술된 잇점들이 제공된다.If a cooling system is provided, the turns 129 cool the auxiliary flux concentrator 130. Accordingly, the above-described advantages of the first embodiment are provided.

상기 권선(128) 및 상기 보조 자속 집속기(130)는 보상극(120, 124) 또는 전류에 의해 직접적으로 공급되는 활성 보상극을 형성한다(도 8a 및 8b). The winding 128 and the auxiliary flux concentrator 130 form an active compensation pole directly supplied by the compensation poles 120, 124 or current (FIGS. 8A and 8B).

따라서, 상기 장치(100)는 두 개의 보상극들(120 및 124)을 포함하고, 두 개의 보상극들(120 및 124) 중 하나가 길이 방향의 축(102, 104)을 따라 이동 가능한 상기 유도 코일들(102 및 104)의 각각에 대하여 일체로 고정된다.Thus, the apparatus 100 includes two compensation poles 120 and 124, and one of the two compensation poles 120 and 124 is coupled to the induction coil 120, Is fixed integrally to each of the coils 102 and 104. [

또한, 바람직하게는, 상기 보상극(120)은 상기 금속 스트립(11)의 상부에 완전히 배치되고, 상기 보상극(124)는 상기 금속 스트립(11)의 하부에 완전히 배치되며, 상기 보상극(124)는 상기 유도 코일들(102 및 104) 사이를 통과한다. 구체적으로, 상기 두 개의 보상극들(120 및 124)은 상기 금속 스트립(11)의 통과를 위해 제공되는 평면 또는 평행한 다층의 평면들을 횡단하지 않는다. 상기 유도 코일들(102 및 104)의 형태는 도 9에 도시된 확대된 상세도면을 참조하여 설명될 것이다. 이 도면은, 예를 들어, 상기 유도 코일(104)을 설명할 때에도 참조된다.Also preferably, the compensation pole 120 is completely disposed on the top of the metal strip 11, and the compensation pole 124 is completely disposed under the metal strip 11, 124 pass between the induction coils 102 and 104. Specifically, the two compensation poles 120 and 124 do not traverse planes or parallel multi-layer planes provided for the passage of the metal strips 11. The shapes of the induction coils 102 and 104 will be described with reference to the enlarged detailed drawing shown in FIG. This figure is also referred to, for example, when the induction coil 104 is described.

상기 도체 소자들(121, 123, 125, 및 127)은 길이 방향의 R 축을 따라 연장하고 상기 네 개의 도체 소자들(121, 123, 125, 및 127)이 나란히 배치된 가로축(S)을 따라 이격된 두 개의 평행한 연신부들(stretches, 110 및 112)을 포함하도록 접혀진다. 상기 연신부들(110 및 112)은 상기 캐리지(162)에 고정된다. 상기 두 개의 연신부들(110 및 112) 이후에, 상기 도체 소자(127)는 자체적으로 감기게 되어 상기 턴들(129)을 형성하고, 상기 턴들(129)을 중첩함으로써 수직의 T 축에 평행하게 전개하는 상기 권선(128)을 형성한다. 상기 두 개의 연신부들(110 및 112) 각각 이후에, 상기 도체 소자(121)는, 교류 전류원에 연결되도록 구성된 서로 평행하고 직면하는 상기 두 개의 연결부들(106 및 108)를 형성하기 위하여, 수직의 T 축에 대해 평행하게 연신하고, 이 후, 가로축(S)에 평행하게 연신하고, 이 후, 길이 방향의 R 축에 평행하게 연신한다. 상기 연결부들(106 및 108)은 상기 연신부들(110 및 112)이 연장하는 방향에 대향하는 방향으로 연장한다. 상기 두 개의 연신부들(110 및 112) 각각 이후에, 상기 도체 소자들(123 및 125)은 우선 수직의 T 축의 평행하게 연신한 다음, 가로축(S)에 평행하게 연신하여 접합된다.The conductor elements 121, 123, 125 and 127 extend along a longitudinal R axis and are spaced apart along a transverse axis S, in which the four conductor elements 121, 123, 125 and 127 are arranged side by side Folded to include two parallel stretches 110 and 112, The stretching parts 110 and 112 are fixed to the carriage 162. After the two elongate portions 110 and 112 the conductor element 127 is wound to itself to form the turns 129 and to expand and contract parallel to the vertical T axis by superimposing the turns 129, The winding 128 is formed. After each of the two elongations 110 and 112, the conductor element 121 is connected to an alternating current source, which is configured to be connected to an alternating current source, Stretched in parallel to the T axis, and then stretched in parallel to the transverse axis S. Thereafter, stretching is performed in parallel with the R axis in the longitudinal direction. The connecting portions 106 and 108 extend in a direction opposite to the direction in which the elongating portions 110 and 112 extend. After each of the two elongations 110 and 112, the conductor elements 123 and 125 are first stretched in parallel to the vertical T axis, and then stretched in parallel to the transverse axis S to bond.

상기 도시된 특정 고안에서, 상기 유도 코일들(102 및 104)은 상기 주 자속 집속기(116 및 118)를 각각 구비한다. 바람직하게는, 상기 주 자속 집속기(116 및 118) 각각은 각각의 턴(102, 104)을 부분적으로 둘러싸서 상기 금속 스트립(11)을 향한 자기장을 어드레스한다.In the specific design shown above, the induction coils 102 and 104 have the main flux concentrators 116 and 118, respectively. Preferably, each of the main flux concentrators 116 and 118 partially surrounds each turn 102 and 104 to address the magnetic field toward the metal strip 11. [

상기 주 자속 집속기(116, 118)는, 예를 들어, 도 10a, 10b, 및 10c에 도시된 상이한 구성을 가질 수 있다.The main flux concentrators 116 and 118 may have different configurations, for example, as shown in Figs. 10A, 10B, and 10C.

상기 주 자속 집속기들(116 및 118) 각각은 평면(RS)에 평행한 적어도 하나의 평평한 표면 및 평면(RT)에 평행한 적어도 하나의 평평한 표면을 포함한다. 또한, 상기 주 자속 집속기들(116 및 118) 각각은 상기 권선(128) 외부에 있고 R 축을 따라 말단부(132)를 포함한다.Each of the main flux concentrators 116 and 118 includes at least one flat surface parallel to the plane RS and at least one flat surface parallel to the plane RT. In addition, each of the main flux concentrators 116 and 118 is external to the windings 128 and includes a distal end 132 along the R axis.

도 10a의 제1 변형예에서, 상기 말단부(132)를 가진 일측에서 중단되는 상기 주 자속 집속기(116)의 R 축을 따라 연장하는 길이 방향의 몸체부는 공간에 의해 서로 이격된 상기 두 개의 실질적으로 L-형태인 각진 플레이트들(50)에 의해 형성되어, 전체적으로 도시된 장치를 참고할 때, 상기 유도 코일(102)의 바깥쪽 가장자리를 덮는다. 상기 각진 플레이트들(50)은 평면(RT)에 대해 평행하게 연장하는 제1 연신부; 및 평면(RS)에 대해 평행하게 연장하는 제2 연신부를 포함한다.In the first variant of Fig. 10a, a longitudinal body portion extending along the R axis of the main flux concentrator 116 which is interrupted at one side with the distal end portion 132, Shaped L-shaped angled plates 50 to cover the outer edge of the induction coil 102 when referring to the device as a whole. The angled plates (50) have a first extending portion extending parallel to the plane (RT); And a second stretching portion extending parallel to the plane RS.

도 10b의 제2 변형예에서, 상기 말단부(132)를 가진 일측에서 중단되는 상기 주 자속 집속기(116)의 R 축을 따라 연장하는 길이 방향의 몸체부는 하나의 실질적으로 C-형태인 플레이트(51)에 의해 형성되어, 전체적으로 도시된 장치를 참고할 때, 상기 유도 코일(102)의 바깥쪽 가장자리를 덮는다(도 7 또한 참조). 상기 C-형태인 플레이트(51)의 두 개의 암(arm)들은 평면(RT)에 대해 평행하게 연장하는 반면, 상기 C-형태인 플레이트(51)의 몸체부는 평면(RS)에 대해 평행하게 연장한다.In the second variant of Fig. 10b, the longitudinal body portion extending along the R axis of the main flux concentrator 116 which is interrupted at one side with the distal end 132 is in one substantially C-shaped plate 51 And covers the outer edge of the induction coil 102 when referring to the apparatus as a whole (see also Fig. 7). The two arms of the C-shaped plate 51 extend parallel to the plane RT whereas the body of the C-shaped plate 51 extends parallel to the plane RS do.

도 10c의 제3 변형예에서, 상기 말단부(132)를 가진 일측에서 중단되는 상기 주 자속 집속기(116)의 R 축을 따라 연장하는 길이 방향의 몸체부는 하나의 평평한 플레이트(52)에 의해 형성되며, 여기에서, 상기 하나의 평평한 플레이트(52)는 평면(RS)에 평행하고, 전체적으로 도시된 장치를 참고할 때, 상기 유도 코일(102)의 상부 바깥쪽 가장자리만을 덮는다.10c, a longitudinal body portion extending along the R axis of the main flux concentrator 116, which is interrupted at one side with the distal end portion 132, is formed by a single flat plate 52 Wherein the one flat plate 52 is parallel to the plane RS and covers only the upper outer edge of the induction coil 102 when referring to the device as a whole.

모든 변형예들에서, 상기 하부 유도 코일(104)의 상기 주 자속 집속기(118)는 상기 주 자속 집속기(116)와 동일하지만, 상기 주 자속 집속기(116)에 대하여 상하로 배치된다.The main flux concentrator 118 of the lower induction coil 104 is the same as the main flux concentrator 116 but is arranged up and down with respect to the main flux concentrator 116. In this case,

길이 방향의 R 축에 따른 상기 주 자속 집속기들(116 및 118)의 연장부는 상기 유도 코일들(102 및 104)의 연장부보다 작기 때문에, 상기 유도 코일들(102 및 104)의 말단부들은 상기 주 자속 집속기들(116 및 118) 각각의 외부에 있다. 상기 주 자속 집속기들(116 및 118)은, 예를 들어, 20 내지 200의 상대 투자율을 갖는 소결된 분말로 제조되거나 Fe-Si 플레이트로 제조될 수 있다.Since the extensions of the main flux concentrators 116 and 118 along the longitudinal R axis are smaller than the extensions of the induction coils 102 and 104, Are external to each of the main flux concentrators 116 and 118. The main flux concentrators 116 and 118 may be made of, for example, a sintered powder having a relative permeability of 20 to 200 or may be made of Fe-Si plates.

본 발명 및 그 이점은 상술한 제2 구체예에 따른 장치의 동작을 설명함으로써 보다 잘 이해될 것이다.The present invention and its advantages will be better understood by explaining the operation of the apparatus according to the second embodiment described above.

도 11에서 화살표들(L)에 의해 표시된 방향을 갖는 교류 전류원은 상기 유도 코일들(2 및 4)로 공급되어(도 3), 고려된 순간에(in the considered instant) 상기 유도 코일(2)에서 상기 유도 코일(4)로 향하는 화살표들(L)로 나타낸 자기장을 생성하여, 유도 전류가 상기 금속 스트립(11)이 상기 유도 코일들(2 및 4) 사이를 통과할 때 줄(Joule) 효과에 가열되는 상기 금속 스트립(11)에 생성된다. An alternating current source having a direction indicated by the arrow L in Fig. 11 is supplied to the induction coils 2 and 4 (Fig. 3), and the induction coils 2 in in the considered instant, And a magnetic field represented by arrows L directed to the induction coil 4 is generated so that an induced current flows through the induction coil 2 when the metal strip 11 passes between the induction coils 2 and 4, Is produced in the metal strip (11) which is heated in the metal strip (11).

상기 유도 코일들(102 및 104)은 상기 유도 코일(102)에서 상기 유도 코일(104)로 향하는 도 11의 화살표들(L')에 의해 나타낸 자기장을 생성하는 교류 전류원에 의해 공급되어, 유도 전류가 상기 금속 스트립(11)이 상기 유도 코일들(102 및 104) 사이를 통과를 할 때 줄 효과에 의해 가열되는 스트립에 생성된다. 본 발명에 따라서, 길이 방향의 R 축에 따른 상기 보상극들(120 및 124)의 위치는 상기 스트립(11)의 폭의 함수로서 결정된다. 도 8a 및 8b는 상기 스트립(11)의 폭에 따라 결정되는 상기 유도 코일들(102 및 104)의 가능한 위치에 대한 2개의 구체예 및 이로 인한 상기 보상극들(120 및 124)의 가능한 위치에 대한 2개의 구체예를 도시한다. 상기 스트립(11)의 폭은 길이 방향의 R 축에 따라 연장한다. 구체적으로, 상기 금속 스트립(11)이 상기 유도 코일들(102 및 104)을 통과할 때, 상기 보상극(120)이 상기 금속 스트립(11)의 상기 제1 측부(13)에 있고 상기 보상극(124)이 상기 금속 스트립(11)의 상기 제2 측부(15)에 있도록 상기 보상극들(120 및 124)의 위치를 선택한다.The induction coils 102 and 104 are supplied by an alternating current source that generates a magnetic field represented by the arrows L 'in FIG. 11 from the induction coil 102 toward the induction coil 104, Is generated in the strip heated by the strip effect when the metal strip (11) passes between the induction coils (102 and 104). According to the invention, the position of the compensation poles 120 and 124 along the longitudinal R axis is determined as a function of the width of the strip 11. Figures 8a and 8b show two embodiments of the possible positions of the induction coils 102 and 104 determined according to the width of the strip 11 and hence of the compensating poles 120 and 124, 2 < / RTI > The width of the strip 11 extends along the R axis in the longitudinal direction. Specifically, when the metal strip 11 passes through the induction coils 102 and 104, the compensation pole 120 is on the first side 13 of the metal strip 11, The position of the compensation poles 120 and 124 is selected such that the second side 124 of the metal strip 11 is at the second side 15 of the metal strip 11.

R 축을 따라 상기 유도 코일들(102 및 104)의 위치를 변화시킴으로써, S 방향으로 연장하는 상기 금속 스트립(11)의 상기 측부들(13 및 15) 각각의 국부적인 가열을 조절하도록 상기 보상극들(120 및 124)을 배치하는 것이 가능하다. 예를 들어, 상기 캐리지(160)가 왼쪽으로 더 이동할수록, 상기 스트립의 상기 측부(13)의 가열에 대한 보상효과는 더 커진다.By varying the position of the induction coils 102 and 104 along the R axis, it is possible to adjust the local heating of each of the side portions 13 and 15 of the metal strip 11 extending in the S direction, (120 and 124). For example, the more the carriage 160 moves further to the left, the greater the compensation effect for heating the side portion 13 of the strip.

바람직하게는, 상기 다른 도체 소자들(121, 123, 및 125)을 교류하는 전류는 상기 각각의 권선(128)의 상기 턴들(129)을 교류하는 전류와 동일하기 때문에, 상기 모든 소자들은 직렬로 연결된다. 본 발명은 상기 턴들(129)을 횡단하는 전류가 상기 턴들(129) 근처에 있는 굴곡된 화살표들(M')에 의해 표시된 유도 자기장 또는 반응 자기장을 생성한다는 점에 있어서 유리하다(도 11). Preferably, since the current alternating across the other conductor elements 121, 123, and 125 is the same as the alternating current through the turns 129 of each of the windings 128, all of the elements are connected in series . The present invention is advantageous in that the current traversing the turns 129 produces an induced magnetic field or reaction field indicated by the curved arrows M 'near the turns 129 (FIG. 11).

상기 반응 자기장은 상기 측부들(13 및 15)에 있는 주 자기장에 대향하여 보상효과를 생성한다. 상기 보상효과는 전술된 상기 스트립의 상기 측부들(13 및 15)의 과도한 가열 문제를 예방하는데 있어서 특히 유용하다. 전형적으로, 상기 보상효과는 상기 턴들(29)의 개수 및 이들 횡단하는 전류에 비례한다.The reaction field produces a compensating effect against the main magnetic field at the sides 13 and 15. The compensation effect is particularly useful in preventing excessive heating problems of the side portions 13 and 15 of the strip described above. Typically, the compensation effect is proportional to the number of turns 29 and their traversing currents.

일반적으로, 상기 보조 자속 집속기들(130)은 상기 각각의 권선(128)에 의해 생성된 자계 자속의 바람직하지 않은 분산을 감소시킨다. 구체적으로, 본 발명은 상기 각각의 보조 자속 집속기(130)가 상기 턴들(129)을 횡단하는 상기 전류에 의해 생성된 상기 반응 자기장의 특정 구역에서의 국부적인 강도를 증가시키도록 한다. 상기 보조 자속 집속기(130)로 인하여, 상기 턴들(129)의 개수를 감소시키는 것이 가능하고, 이는 상기 반응 자기장의 더 큰 국부화(localization)를 촉진한다. In general, the auxiliary flux concentrators 130 reduce the undesirable dispersion of the magnetic field flux generated by each of the windings 128. Specifically, the present invention allows each of the auxiliary flux concentrators 130 to increase the local strength in a particular zone of the reaction field generated by the current traversing the turns 129. Due to the auxiliary flux concentrator 130, it is possible to reduce the number of turns 129, which promotes greater localization of the reaction field.

본 발명의 또 다른 잇점은 상기 보상극들(120 및 124)을 적절히 배치함으로써, 상기 스트립(11)의 특정한 영역으로 국소적으로 전달된 전력이 강화된다는 것이다. 전술된 "전력 갭"의 문제점은 상기 주 자속 집속기(116)의 상기 말단부(132)의 존재로 인한 주 자기장의 강화 및 이로 인한 상기 금속 스트립(11)의 특정 구역들의 강화된 가열에 의해 보상된다. 또한, 이러한 강화는 상기 보조 자속 집속기(130)의 존재로 인해 촉진된다(도10 및 11).Another advantage of the present invention is that by locating the compensation poles 120 and 124 properly, the power delivered locally to a particular area of the strip 11 is enhanced. The problem of the above-mentioned "power gap" is compensated for by the strengthening of the main magnetic field due to the presence of the distal end 132 of the main flux concentrator 116 and thereby the enhanced heating of certain regions of the metal strip 11 do. This enhancement is also facilitated by the presence of the auxiliary flux concentrator 130 (FIGS. 10 and 11).

도 11은 상기 측부들(13 및 15)에서의 주 자기장에 대향하는 상기 턴들(129)에 의해 생성된 반응 자기장의 패턴을 선으로 도시한다. 상기 측부들(13 및 15)에서의 주 자기장이 얇아져서 상기 스트립의 측부들(13 및 15)의 가열 제어를 가능케 하는 유리한 효과를 주목할 필요가 있다. 이러한 효과는 주로 권선들(128)의 존재로 인한 것이고, 상기 보조 자속 집속기(130)에 의해 촉진된다.11 shows the pattern of the reaction field generated by the turns 129 opposite to the main magnetic field at the side portions 13 and 15 in a line. It should be noted that the advantageous effect of allowing the main magnetic field at the sides 13 and 15 to be thinned allows the heating control of the sides 13 and 15 of the strip. This effect is primarily due to the presence of the windings 128 and is facilitated by the auxiliary flux concentrator 130.

또한, 상기 측부들(13 및 15)에 인접한 상기 금속 스트립(11)의 구역들에는 상기 주 자속 집속기(116)의 상기 말단부(132)의 존재로 인한, 또는 상기 보조 자속 집속기(130)의 존재에 의해 촉진되는 강화된 주 자기장이 존재하여, 불리한 "전력 갭" 효과에 대한 보상이 있다. 이러한 보상에 의해서, 상기 금속 스트립(11)의 일반적으로 좀 더 균일한 가열이 확보된다.The areas of the metal strip 11 adjacent to the sides 13 and 15 may also be formed in the region of the metal strip 11 due to the presence of the distal end 132 of the main flux concentrator 116, There is a compensation for an adverse "power gap" effect. With this compensation, generally more uniform heating of the metal strip 11 is ensured.

이러한 결과는 도 12에 도시된다. 도 12는 본 발명의 상기 장치(100)에 의해 얻어질 수 있는 스트립의 폭의 함수로서 전력패턴인 곡선(D) 및 보상극을 구비하지 않는 장치에 의해 얻어질 수 있는 스트립의 폭의 함수로서 전력패턴인 곡선(C)를 도시한다. 상기 측부(13)에서의 전력을 본 발명의 해결책을 사용하여 상당히 낮출 수 있음을 주목할 필요가 있다. 또한, 파선 원형으로 표시된 "전력 갭"의 보상이 있는 상기 스트립의 가장자리 부분에 인접한 구역을 주목할 필요가 있다.These results are shown in Fig. Figure 12 shows a plot D as a power pattern as a function of the width of the strip that can be obtained by the device 100 of the present invention and a curve D as a function of the width of the strip that can be obtained by a device without a compensation pole (C) which is a power pattern. It should be noted that the power at the side 13 can be significantly lowered using the solution of the present invention. It should also be noted that the region adjacent to the edge portion of the strip with the compensation of the "power gap"

대신에, 본 발명에 속하지 않는 보상극이 없는 장치와 관련된 곡선(C)에서, 상기 스트립의 가장자리 부분들에서의 더 크고 바람직하지 않은 가열 및 상기 가장자리 부분들에 인접한 구역에서의 가열의 급격하고 바람직하지 않은 감소를 주목할 필요가 있다.Instead, in the curve (C) associated with a device without a compensating pole that does not belong to the present invention, a larger and undesired heating at the edge portions of the strip and a sharp and favorable heating of the heating in the region adjacent to the edge portions It is worth noting the decline that has not occurred.

또한, 상기 보상극들(120 및 124)은 R 축을 따라 이동 가능하기 때문에, 전술된 유리한 효과들은 상이한 폭을 갖는 스트립에 대해 제공될 수 있다.Further, since the compensation poles 120 and 124 are movable along the R axis, the advantageous effects described above can be provided for strips having different widths.

구체적으로, 상기 유도 코일들(102 및 104)은 상기 연결된 플럭스가 스트립의 폭의 함수로서 가변하도록 이동될 수 있다. 상기 보상 코일, 구체적으로 상기 권선(128)이 상기 각각의 유도 코일을 교류하는 동일한 전류로 공급되는 것은 보상효과가 열 전력에 따라 자동적으로 조절되게 한다. 상기 보상의 강도를 조절하기 위한 추가의 자유도(degree of freedom)는 상기 스트립의 나머지에 대한 상기 보상극의 위치에 의해 결정된다. 전류에 의해 공급되지 않고 주 전류원과는 상이한 전류원에 의해 공급될 수 있는 제1 구체예로 설명된 상기 권선이 제2 구체예에서도 사용될 수 있다는 점은 주목할 만하다. 또한, 비록 전술된 구체예들에서의 상기 모든 상기 보상극들은 이동하도록 구성되었지만, 본 발명은 상기 보상극들 중 일부만이 이동하는 구체예도 제공한다. 예를 들어, 제1 구체예의 변형예로서, 상기 각각의 유도 코일에 대한 단지 하나의 보상극이 이동하여, 상이한 유도 코일들의 보상 코일들은 수직의 Z 축에 평행한 방향을 따라 배열되는 구체예가 제공될 수 있다. 본 발명의 제2 구체예의 일 변형예로서, 두 개의 유도 코일들 중 단지 하나의 유도 코일이 이동하도록 구성된 구체예가 제공된다. 또한, 본 발명은 제1 구체예 및/또는 제2 구체예에 따른 일련의 장치들이 Y 축을 따라 순서대로 배열된 가열 오븐을 제공한다.In particular, the induction coils 102 and 104 may be moved such that the fluxes connected vary as a function of the width of the strip. The compensation coil, specifically the winding 128, is supplied with the same current alternating between the respective induction coils, which allows the compensation effect to be automatically adjusted according to the thermal power. An additional degree of freedom for adjusting the intensity of the compensation is determined by the position of the compensation pole relative to the rest of the strip. It is noteworthy that the windings described in the first embodiment, which are not supplied by current but can be supplied by a current source different from the main current source, can also be used in the second embodiment. Also, although all of the compensation poles in the above embodiments are configured to move, the present invention also provides embodiments in which only a portion of the compensation poles move. For example, as a variant of the first embodiment, there is provided an embodiment in which only one compensation pole for each induction coil is moved such that the compensation coils of the different induction coils are arranged along a direction parallel to the vertical Z-axis . As a modification of the second embodiment of the present invention, there is provided an embodiment in which only one induction coil of the two induction coils is configured to move. The present invention also provides a heating oven in which a series of devices according to the first and / or second embodiments are arranged in order along the Y axis.

Claims

A transverse flux induction heating device (1, 100) for heating a metal strip (11), said transverse flux induction heating device (1, 100) defining a first longitudinal axis (X, R)
The transverse flux induction heating apparatus (1, 100)
- a second longitudinal axis (X, R) perpendicular to the first longitudinal axis (X, R), arranged on each of the planes parallel to and parallel to the first longitudinal axis At least two induction coils (2, 4, 102, 104) arranged to be spaced from each other such that the strip (11) is passed between the at least two induction coils (2, 4, 102, 104) );
- at least one main flux concentrator (16, 18, 116, 118) arranged around each of said induction coils (2, 4; 102, 104); And
- at least two compensation poles (20, 22, 24, 26, 120, 124)
Wherein each of the at least two compensation poles (20, 22, 24, 26, 120, 124) is constrained to each of the at least two induction coils (2, 4, 102, 104)
Each of the at least two compensation poles (20, 22, 24, 26, 120, 124)
- windings (28, 128) with at least one turn (29, 129); And
- a first auxiliary flux concentrator (30, 130) surrounded by said at least one turn (29, 129) of said windings (28, 128)
Characterized in that at least one of the at least two compensation poles (20, 22, 24, 26, 120, 124) is configured to move along a direction parallel to the first longitudinal axis (X, R) Transverse flux induction heating apparatus for heating metal strips (11) (1, 100).

The method of claim 1, wherein the first auxiliary flux concentrator (30, 130) is a member separate from the at least one turn (29, 129) Heating device (1, 100).

3. A device according to claim 1 or 2, characterized in that each of said at least two induction coils (2, 4, 102, 104) is arranged on the entire top and bottom of the space provided for the passage of said metal strip (11) (1, 100) for heating a metal strip (11).

4. A method according to any one of claims 1 to 3, wherein each of said at least two compensation poles (20, 22, 24, 26, 120, 124) (1, 100) for heating the metal strip (11).

5. Apparatus according to any one of the preceding claims, characterized in that each of the induction coils (2, 4) is fixed and has the two compensation poles (20, 22; 24, 26) At least one compensation pole of the compensation poles 20, 22, 24, 26 is slidably fixed to the induction coils 2, 4 to move along a direction parallel to the first longitudinal axis X (1, 100) for heating a metal strip (11).

6. A method as claimed in claim 5, characterized in that the two compensation poles of each of the induction coils (2, 4) are arranged in a direction parallel to the first longitudinal axis (X) (1, 100) for heating a metal strip (11).

7. A device according to claim 5 or 6, characterized in that each first auxiliary flux concentrator (30) is arranged outside of said at least one turn (29, 129) and with respect to said second longitudinal axis Is connected to a second auxiliary flux concentrator (32) disposed further inside than the corresponding first auxiliary flux concentrator (30). The transverse flux induction heating apparatus for heating a metal strip (11) 1, 100).

5. The apparatus of any one of claims 1 to 4, wherein the at least two compensation poles (120, 124) are integrally fixed to each of the induction coils (102, 104), and the at least two induction coils 102, 104) is configured to move along a direction parallel to the axis (R) in the first longitudinal direction, characterized in that at least one induction coil of the metal strip (11, 102, 104) , 100).

9. A method according to claim 8, characterized in that the at least two induction coils (102, 104) are configured to translate along a direction parallel to the first longitudinal axis (R) Transverse flux induction heating apparatus (1, 100).

10. A method according to claim 8 or 9, characterized in that the windings (128) of the respective compensation poles (120, 124) of the respective induction coils (102, 104) (1, 100) for heating a metal strip (11).

11. A method according to any one of the preceding claims, characterized in that the first auxiliary flux concentrator (30, 130) is made of a magnetic or ferromagnetic material. The metal strip (11) Device (1, 100).

12. Transformer according to any one of the preceding claims, characterized in that each of the windings (28, 128) comprises at least two turns (29, 129). Heating device (1, 100).

13. Transverse flux induction heating apparatus (1, 2) according to any one of claims 1 to 12, characterized in that the windings (28, 128) are arranged to be supplied by an alternating current source. 100).

14. A method according to any one of claims 1 to 13, wherein said at least one turn (29, 129) of said windings (28, 128) comprises at least one pipe (40, 140) (1, 100) for heating a metal strip (11).

15. A method according to any one of the preceding claims, wherein the at least one turn (29, 129) and / or the at least two induction coils (2, 4, 102, 104) are substantially polygonal or rectangular Characterized in that the metal strip (11) has a square or triangular or hexagonal or circular or elliptical shape or a combination thereof.